提升IGBT开关速度的小技巧

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【导读】IGBT关断损耗大、拖尾严重制约了其在高频运用的发展，而造成IGBT延迟开和关的原因主要有两方面。本文将分别针对这两方面，提出相应的解决方法，解决器件拖尾问题，提升IGBT开关速度。

IGBT关断损耗大、拖尾是严重制约高频运用的拦路虎。这问题由两方面构成：

1）IGBT的主导器件—GTR的基区储存电荷问题。
2）栅寄生电阻和栅驱动电荷，构成了RC延迟网络，造成IGBT延迟开和关。

这里，首先讨论原因一的解决方法。解决电路见图（1）。

图1：提升IGBT开关速度技巧（一）

IGBT的GTR是利用基区N型半导体，在开通时，通过施加基极电流，使之转成P型，将原来的PNP型阻挡区变为P-P-P通路。为保证可靠导通，GTR是过度开通的完全饱和模式。

所谓基区储存效应造成的拖尾，是由于GTR过度饱和，基区N过度转换成P型。在关断时，由于P型半导体需要复合成本征甚至N型，这一过程造成了器件的拖尾。

图2：提升IGBT开关速度技巧（二）

该电路采用准饱和驱动方式，让IGBT工作在准饱和模式下。IGBT预进入饱和，驱动电压就会被DC拉低，使之退出饱和状态，反之IGBT驱动电压上升，VCE下降，接近饱和。对于标准IGBT，这电路可以保证，IGBT的导通压降基本维持在3.5V水平，即IGBT工作在准线性区。这样IGBT的GTR的基极就不会被过驱动，在关断时，几乎没有复合过程。这样器件的拖尾问题就几乎解决了！现在，唯一存在的问题是IGBT的通态压降略高。

这种方式已经在逻辑IC里盛行。现在的超高速逻辑电路都采用这种结构，包括电脑中的CPU！我们已享用此原理，却并不知道。

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